Έργο IDEOGRAM
Ολοκληρωμένη Έρευνα και Ανάπτυξη Συστημάτων Γεωθερμικών Αντλιών Θερμότητας θαλασσινού νερού σε κτιριακές εγκαταστάσεις
Integrated research and DevELopment of GeotheRmal seawater heAt puMps systems in building sector
Η πρόταση IDEOGRAM αφορά τη διερεύνηση, ανάλυση και αξιολόγηση των δυνατοτήτων εκμετάλλευσης της αβαθούς (κανονικής) γεωθερμικής ενέργειας και συγκεκριμένα των Γεωθερμικών Αντλιών Θερμότητας (ΓΑΘ) ανοικτού κυκλώματος με πηγή ενέργειας το θαλασσινό νερό ή τους ρηχούς παράκτιους υδροφορείς. Αφορά την τεχνολογική και εφαρμοσμένη έρευνα που αποσκοπεί στην απόκτηση νέων γνώσεων και δεξιοτήτων στη διερεύνηση, ανάλυση, αξιολόγηση, καθώς και στο σχεδιασμό και υλοποίηση καινοτόμων εγκαταστάσεων θέρμανσης και κλιματισμού κτιριακών εγκαταστάσεων διαφορετικών χρήσεων κάνοντας αναφορά σε πραγματικές εφαρμογές. Παράλληλα θα διερευνηθεί η δυνατότητα μείωσης του κόστους των εγκαταστάσεων με την κατάλληλη επιλογή καινοτόμων υλικών και μηχανημάτων ή μέσω της αναζήτησης συνεργειών, καθώς και μέσω βέλτιστων πρακτικών εγκατάστασης.
Επισημαίνεται πως οι κατηγορίες αξιοποίησης της Γεωθερμικής Ενέργειας είναι τρεις: α) Γεωθερμική Ηλεκτροπαραγωγή, β) Οι άμεσες χρήσεις της γεωθερμίας που περιλαμβάνουν λουτροθεραπεία, αγροτικές εφαρμογές, τηλεθέρμανση κλπ. και γ) οι Γεωθερμικές Αντλίες Θερμότητας (ΓΑΘ), δηλ. η αξιοποίηση της αβαθούς γεωθερμίας (Τ<30°C) για θέρμανση/ψύξη-δροσισμό. Επιπλέον αναφέρεται, πως η χρήση θαλασσινού νερού στις ΓΑΘ ενδείκνυται για εγκαταστάσεις μεσαίας και μεγάλης κλίμακας σε περιπτώσεις όπου οι υδρογεωτρήσεις έχουν αυξημένο κόστος κατασκευής (βραχώδη, αμμώδη εδάφη) ή δεν υπάρχει επάρκεια παροχής γλυκού νερού για τη λειτουργία τους (π.χ. παράκτιες, νησιωτικές περιοχές), εξαλείφοντας κατ’ αυτόν τον τρόπο το γεωλογικό ρίσκο, ήτοι τον βραχυπρόθεσμο κίνδυνο μη εύρεσης ενός οικονομικά βιώσιμου γεωθερμικού πόρου μετά τη διάτρηση, καθώς και τον μακροπρόθεσμο κίνδυνο φυσικής εξάντλησης του γεωθερμικού πόρου, καθιστώντας την εκμετάλλευση οικονομικά ασύμφορη.
Οι ΓΑΘ συγκαταλέγονται στις τεχνολογίες Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας (ΑΠΕ) και η χρήση τους συνοδεύεται από μεγάλο δυναμικό εξοικονόμησης ενέργειας και μείωσης των εκπομπών των αερίων του θερμοκηπίου. Η εξοικονόμηση ενέργειας που μπορεί να επιτευχθεί από την αντικατάσταση συμβατικών συστημάτων θέρμανσης (με χρήση πετρελαίου) με ΓΑΘ είναι μέχρι 70%, ενώ από την αντικατάσταση συμβατικών συστημάτων ψύξης (αερόψυκτα συστήματα) είναι μέχρι 40%. Το σημαντικό πλεονέκτημα των ΓΑΘ που αξιοποιούν το θαλασσινό νερό εντοπίζεται στην αξιοποίηση της ιδιότητας της σταθερής θερμοκρασίας που έχει το θαλασσινό νερό στις παράκτιες περιοχές της Μεσογείου, όπου η θερμοκρασία του νερού κυμαίνεται από 16 – 22 οC. Οι εγκαταστάσεις αυτές αντλούν νερό από υπόγειο ή επιφανειακό ταμιευτήρα με χρήση γεώτρησης ή αγωγών και συνήθως ενδιάμεσου εναλλάκτη θερμότητας νερού/νερού που παρεμβάλλεται μεταξύ της ΓΑΘ και του ανοικτού κυκλώματος και προσδίδουν ή απορροφούν ενέργεια στο σύστημα πριν το νερό επιστρέψει στον ταμιευτήρα.
Η σταθερότητα της θερμοκρασίας του νερού της θάλασσας και η διατήρησή του στα επίπεδα της μέσης ετήσιας τιμής της θερμοκρασίας του αέρα περιβάλλοντος συντελεί στη λειτουργία των ΓΑΘ σε υψηλούς βαθμούς απόδοσης. Σε εγκαταστάσεις ψύξης το θαλασσινό νερό λειτουργεί ως μέσο ψύξης και αντικαθιστά το νερό από τους πύργους ψύξης, οι οποίοι με τη σειρά τους αντικαθίστανται από μια παραγωγική γεώτρηση ή αγωγό και μια γεώτρηση ή αγωγό επανεισαγωγής του θαλασσινού νερού.
Η τεχνολογία εκμετάλλευσης της θερμότητας του θαλασσινού νερού μέσω των ΓΑΘ αποτελεί μία από τις καινοτόμες και πολλά υποσχόμενες τεχνολογίες που μπορούν να συνεισφέρουν στην εξοικονόμηση ενέργειας στους τομείς της θέρμανσης και του κλιματισμού, βοηθώντας στην επίτευξη των στόχων της Πράσινης Συμφωνίας (Green Deal) για μία δίκαιη και ευημερούσα κοινωνία, βασισμένη σε μία σύγχρονη, αποδοτική αλλά και ανταγωνιστική οικονομία, η οποία έχει ως βασικό στόχο την ανάδειξη της Ευρώπης στην πρώτη κλιματικά ουδέτερη ήπειρο.
Η τεχνολογία εκμετάλλευσης της θερμότητας του θαλασσινού νερού μέσω των ΓΑΘ αποτελεί μία από τις καινοτόμες και πολλά υποσχόμενες τεχνολογίες που μπορούν να συνεισφέρουν στην εξοικονόμηση ενέργειας στους τομείς της θέρμανσης και του κλιματισμού, βοηθώντας στην επίτευξη των στόχων της Πράσινης Συμφωνίας (Green Deal) για μία δίκαιη και ευημερούσα κοινωνία, βασισμένη σε μία σύγχρονη, αποδοτική αλλά και ανταγωνιστική οικονομία, η οποία έχει ως βασικό στόχο την ανάδειξη της Ευρώπης στην πρώτη κλιματικά ουδέτερη ήπειρο.
Η αγορά των ΓΑΘ (κλειστού και ανοικτού κυκλώματος) στην Ελλάδα ξεκίνησε στις αρχές της δεκαετίας του 2000 εμφανίζοντας σημαντική αύξηση μετά τα μέσα της. Παρά την οικονομική κρίση της τελευταίας δεκαετίας, η ανάπτυξη του τομέα των ΓΑΘ παρέμεινε θετική. Σύμφωνα με τα δημοσιευμένα στατιστικά στοιχεία (Υπουργείο Ενέργειας και Περιβάλλοντος και το ΚΑΠΕ), η συνολική εγκατεστημένη ισχύς των εγκαταστάσεων ΓΑΘ το 2017 ήταν 148 MWth. Είναι πολύ δύσκολο να βρεθεί ο ακριβής αριθμός των εγκατεστημένων συστημάτων αβαθούς γεωθερμίας, ειδικά εκείνων σε μεμονωμένες κατοικίες. Ωστόσο, μπορεί εύλογα να εκτιμηθεί ότι πάνω από 3300 μονάδες ΓΑΘ λειτουργούσαν στη χώρα στο τέλος του 2018, με συνολική εγκατεστημένη ισχύ περίπου 175 MWth
Η πρόταση IDEOGRAM αφορά την έρευνα και την ανάπτυξη μίας μεθοδολογίας για τη μελέτη και εφαρμογή συστημάτων ΓΑΘ θαλασσινού νερού (συμπεριλαμβανομένων των ταμιευτήρων όπως λίμνη και ποτάμι) σε διαφορετικές κτιριακές εγκαταστάσεις για την κάλυψη αναγκών θέρμανσης και κλιματισμού
Η σημαντική αύξηση του αριθμού των συστημάτων ΓΑΘ οφείλεται σε διάφορους παράγοντες: την αλλαγή της στάσης των ανθρώπων για τη “νέα” τεχνολογία, το αυξημένο ενδιαφέρον στον τομέα θέρμανσης και κλιματισμού στα κτίρια, τη ραγδαία αύξηση των τιμών του πετρελαίου και την απλούστευση των διαδικασιών αδειοδότησης για τις γεωτρήσεις. Ωστόσο, η εδραίωση αυτής της τεχνολογίας και η αύξηση του μεριδίου των εν λόγω συστημάτων στην αγορά της θέρμανσης και κλιματισμού του κτιριακού τομέα, εξαρτάται άμεσα από την επιτυχή λειτουργία των υφιστάμενων εφαρμογών και τη μείωση του αρχικού κόστους των επενδύσεων, ειδικά μετά την οικονομική κρίση των τελευταίων ετών. Είναι προφανές ότι η εμπεριστατωμένη γνώση που προκύπτει από την εφαρμοσμένη έρευνα, η ύπαρξη αξιόπιστων εργαλείων σχεδιασμού ή/και βελτιστοποίησης αποτελεί κρίσιμη παράμετρο για την υλοποίηση όχι μόνο αποδοτικών, αλλά ορθά διαστασιολογημένων, επομένως οικονομικά ανταγωνιστικών, συστημάτων ΓΑΘ θαλασσινού νερού.